中交天和为加快建设新型能源体系 提供强大技术装备支撑

进入核电领域,“神盾”助力实施能源绿色发展战略

近日,中交天和研制的用于漳州市核电厂3号、4号百万千瓦级核电机组水下排水隧道的直径8.87米“神盾一号”“神盾二号”盾构机平行掘进,已累计掘进近1600米,创造在上软下硬、强风化地层单日最高掘进30米的好成绩,为我国目前核电领域最长—5.2千米水下排水隧道贯通奠定了基础。隧道建成后,将为2台百万千瓦级核电机组安全运行提供有效保障。

“神盾一号”“神盾二号”搭载环流分层逆洗、泥水仓可视化、双路自动保压系统、整圆铰接密封及紧急气囊、盾尾间隙自动测量等装置,确保在超复杂超高水压地层实现超长距离掘进。自2010年中交天和提供的国产首台8米级盾构机用于秦山核电站冷却水隧道后,研制的多款重大装备继续服务核电能源,为核电能源安全高效发展作出了积极贡献。

填补行业空白,大直径竖向嵌岩钻机引领海上风电发展

近日,中交天和“海上大直径竖向嵌岩掘进装备技术研究及应用项目”荣获“首届工程建设企业青年科技创新奖特等奖”。该海上大直径竖向嵌岩钻机最大提升力900吨,最大转速9转/分钟,最大扭矩4000千牛·米,钻孔最大直径10.4米,远超世界同类装备钻孔直径4.7米—6米。该钻机采用智能化掘进控制系统,扭矩和钻压超限时自动提升钻杆,可实时监测和存储数据,实现掘进作业“一键”启动,解决了海上风电桩基础嵌岩掘进速度慢、排渣效率低、装拆钻杆时间长的难题。在莆田市平海湾、福州市平潭县海上风电场建设中,该钻机仅用26天即完成掘进任务,刷新超大直径III型嵌岩单桩钻孔、单次成孔直径7.32米的新纪录。

据世行统计,我国海上风电资源丰富,在距离海岸线200公里内,风电开发潜力达22.5亿千瓦。该钻机的成功问世,填补了海上风电大直径单桩嵌岩掘进装备空白,对世界海上风电大直径单桩嵌岩基础工程建设具有里程碑意义,成功入选《中央企业科技创新成果推荐目录(2020年版)》,并于2022年荣获“中国机械工业科学技术奖二等奖”。

布局新兴产业,陆上风电技术装备成为促进行业发展新力量

我国陆上风电资源也非常丰富,相关技术装备已较为成熟。华夏能源网援引伍德麦肯兹风电研究团队发布的《中国陆上风电市场展望2023》显示:未来十年,我国陆上风电新增容量占比超过77%,年均新增装机容量预计超过59吉瓦。

近年来,中交天和主动践行国家《“十四五”可再生能源发展规划》,积极布局新兴产业,取得明显成效,成为新能源技术装备领域的新力量,已为多家大型特大型能源企业提供包括最高160米在内的1000多套陆上风电塔架,支撑的风力发电装机总容量达5600兆瓦,每年提供清洁电力144.6亿千瓦时,相当于每年节约标准煤约451万吨,减少二氧化碳总排放量631.2万吨。

跻身蓄能赛道,硬岩掘进机TBM推动水电能源新升级

在加快建设新型能源体系下,抽水蓄能进入发展“快车道”,是当前技术最成熟、经济性最优、最具大规模开发条件的绿色低碳清洁灵活调节能源。TBM对抽水蓄能隧道掘进速度是传统钻爆法的4倍,掘进坡度可达5%,超过《城市轨道交通设计规范》《城市轨道交通工程盾构隧道设计规范》中“盾构隧道高程坡度不超过1%、平面坡度不超过1‰”的规定标准,具有优质高效、安全环保和自动化、信息化程度高等优点,可大幅缩短建设工期、降低安全风险。

近日,中交天和为都江堰市供排水系统提升北区供水厂引水隧洞工程研制的刀盘直径4.1米TBM掘进长度突破1500米。针对工程大坡度向下掘进及可能出现的大流量涌水特性,加装防溜车和抽排水设施,实现TBM在隧洞突涌水、硬岩、大坡度等复杂地质条件下安全环保高效掘进。同期,为莱索托高地引水工程34420米长输水隧道掘进研制的两台直径5380毫米双护盾TBM“大禹雪盾号”“大禹长锋号”抵达现场。该工程作为莱索托和南非最大双边基础设施项目,建成后不仅可解决南非用水紧张问题,还能带动莱索托电力和水利事业发展,实现电力自给自足。

发展新质生产力,高智能化装备推进煤炭能源开发技术变革

针对我国西部富水岩层,中交天和集成智能控制、电液一体化、高强新型材料等新技术,成功研制用于深大竖井掘进钻机“智能号”。这是我国首台针对富水岩层的高智能化竖井钻机,最大钻孔直径12米,最大钻孔深度800米,动力头最大扭矩1200千牛/米,是我国目前扭矩最大的钻井装备,开创富水岩层智能钻井法施工矿山立井先河。这是富水岩层立井井筒由人工机械掘砌向智能化掘进的重大突破,创造内蒙古陶忽图煤矿侏罗系地层月进尺110米、白垩系地层月进尺200米的新纪录,以远高于行业标准的井壁垂直度确保了成井质量。

长期以来,支护量大、劳动强度高、掘进支护不平衡是制约煤矿井下巷道掘进的主要因素。我国煤矿工作面大都存在掘进支护失衡问题,巷道掘进主要采用传统钻爆法,岩巷掘进较为缓慢,采掘作业难以展开,严重制约矿井的接续生产。近日,中交天和为榆林市府谷县古城一号煤矿副斜井成功研制中国煤矿用首台单护盾硬岩掘进机TBM,开创煤矿斜井单护盾硬岩掘进机TBM掘进作业先例。该单护盾硬岩掘进机TBM开挖直径8.34米,吸收煤矿掘进工艺,具有安全性能好、掘进速度快、成巷质量佳和环保效果好等优点,完全满足煤矿“三专两闭锁”安全生产要求,可广泛用于煤矿开挖、破岩、支护、出渣和导向等作业。相较于双护盾硬岩掘进机TBM,成本更低,操作更简便,适应性更强,安全风险更小,填补我国煤矿斜井单护盾硬岩掘进机TBM作业空白,以高智能化装备推动煤炭能源开发技术变革。

蒋巍 张凤华